CE-Zertifizierung

Durchblick im EMV-Normendschungel

17. August 2022, 12:36 Uhr | Von Gerhard Stelzer, Würth Elektronik
Elektrische und elektronische Produkte dürfen in der Europäischen Union grundsätzlich nur dann verkauft werden, wenn sie den Kriterien der »CE-Kennzeichnung« entsprechen. Ein wesentlicher Aspekt: elektromagnetische Verträglichkeit.
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Elektrische und elektronische Produkte dürfen in der Europäischen Union grundsätzlich nur dann verkauft werden, wenn sie den Kriterien der »CE-Kennzeichnung« entsprechen. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die elektromagnetische Verträglichkeit.

Die Europäische Union hat für einen freien Warenverkehr im EU-Gebiet einen Satz an Richtlinien erlassen, der Mindestanforderungen an ein Produkt stellt. Die Konformität wird durch die Kennzeichnung »CE« bestätigt.

Für die »Elektromagnetische Verträglichkeit« gilt die »EMV-Richtlinie für Geräte ohne Funkeigenschaften« 2014/30/EU. Deutschland hat diese Norm im Jahr 2016 mit dem »Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln« (EMVG) in nationales Recht umgesetzt. Der EMV-Experte Dr. Heinz Zenkner von Würth Elektronik hat dazu ein zweiteiliges Paper verfasst, das umfassend die »EMV-Konformität für CE von Elektro- und Elektronikprodukten« [1, 2] beleuchtet. Der Umfang würde hier den Rahmen sprengen, sodass nachfolgend nur einzelne Aspekte herausgegriffen werden.

Das EMV-Gesetz regelt sowohl die Bereitstellung als auch die Inbetriebnahme von Geräten (Betriebsmitteln) auf dem Markt und betrachtet dabei im Wesentlichen zwei Aspekte:
➔ Geräte, die elektromagnetische Störungen verursachen können
➔ Geräte, deren Betrieb von elektromagnetischen Störsignalen beeinträchtigt werden kann.

 

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Funkschutz und Schutz gegen Störemission über Leitungen

Geräte, die sich in einer bestimmten, in entsprechenden Normen definierten Distanz von dem relevanten Produkt befinden, oder die über das Stromversorgungsnetz (oder über andere in den Normen beschriebene Leitungen) angeschlossen sind, dürfen durch das Produkt in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt werden. Dabei wird vorausgesetzt, dass das beeinflusste Gerät die nach dem EMVG geforderte Störfestigkeit gegen elektromagnetische Phänomene, d. h. Störungen, aufweist. In den Anwendungsbereich des Gesetzes fallen sowohl Geräte als auch ortsfeste Anlagen.

Störfestigkeit des Produktes gegen elektromagnetische Störungen

Auch unter dem Einfluss elektromagnetischer Störgrößen müssen die Produkte bestimmungsgerecht funktionieren. Die Verursachung kann dabei durch natürliche Erscheinungen oder auch durch andere elektronische Geräte entstehen. Bei dieser Schutzanforderung wird in entsprechenden Normen zwischen folgenden Phänomenen unterschieden:

➔ Störfestigkeit gegen
➔ elektromagnetische Felder
➔ elektrostatische Entladungen
➔ leitungsgebundene transiente Energien
➔ hochfrequente leitungsgebundene Energie
➔ kurzzeitige Netzunterbrechungen und Netzspannungsschwankungen.

Je nach Produkt können noch andere, produktspezifische Emissions- und Störfestigkeitsanforderungen hinzukommen, die in entsprechenden Normen beschrieben sind. Alle Anforderungen haben das gemeinsame Ziel, eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen Geräten zu vermeiden und Beeinträchtigungen in der Gerätefunktion abzuschätzen und zu begrenzen.
Durch die grundlegenden Anforderungen an die Geräte ist natürlich kein absoluter Schutz erreichbar. Stand der Technik, physikalische Gegebenheiten und Wirtschaftlichkeit müssen berücksichtigt werden. Um jedoch das prinzipielle Verfahren der CE-Konformitätsprüfung für die zukünftige technische Entwicklung offenzuhalten, beschreibt das EMV-Gesetz die Anforderungen nur grundlegend.

Das EMV-Gesetz definiert eine Reihe von Ausnahmen, auf die es nicht anzuwenden ist. Dazu zählen:

➔ Betriebsmittel, die von der Richtlinie 2014/53/EU über Funkanlagen erfasst werden
➔ Luftfahrttechnische Erzeugnisse, Teile und Ausrüstungen
➔ Funkgeräte (genaue Definition im EMVG zu beachten)
➔ Kraftfahrzeuge
➔ Medizinprodukte
➔ Schiffsausrüstung

Außerdem ist das EMVG nicht auf »unkritische« Betriebsmittel anzuwenden, z. B. Kabel, Batterien/Akkus ohne aktive Bauelemente, Kopfhörer, Lautsprecher ohne Verstärker, Stecker und Steckdosen ohne zusätzliche Elektronik etc. Welche elektrischen Betriebsmittel in den Anwendungsbereich des EMV-Gesetzes fallen und welche nicht schildert Zenkner detailliert im bereits genannten Paper [1, 2].

Welche EMV-Normen gelten?

Die Prüfung der elektromagnetischen Eigenschaften ist komplex, die Produktvielfalt groß, und trotzdem muss eine Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Konformität gewährleistet sein. Somit ergibt sich ein Normenkonstrukt, das Mess- und Prüfverfahren, Grenzwerte, Prüfschärfegrade, Anwendungsbereiche und produktspezifische Anforderungen beschreibt. Dieses Normenkonstrukt umfasst Basisnormen (Basic Standards), Fachgrundnormen (Generic Standards) sowie Produktnormen (Product Standards). In Fachgrundnormen und in Produktnormen wird bezüglich der Prüfungen auf die entsprechenden Basisnormen verwiesen, damit nicht die umfangreichen Beschreibungen zum Aufbau und der Durchführung der Prüfungen wiedergegeben werden müssen. Nur die entsprechend notwendigen produktspezifischen Abweichungen werden in den Produktnormen erläutert.

EN 55035 – Störfestigkeit von Multimediageräten

Schnittstellenorientierte Betrachtung eines Produktes, wobei das Gehäuse als e
Bild 1. Schnittstellenorientierte Betrachtung eines Produktes, wobei das Gehäuse als eine Schnittstelle im Sinne der EMV gilt.
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(Die Norm EN 55035, die die Anforderungen an die Störfestigkeit von Multimediageräten beschreibt, betrachtet Produkte schnittstellenorientiert (Bild 1). Allen Schnittstellen (Ports), zu denen auch das Gehäuse gehört, werden so Prüfverfahren zugeordnet.

EN 55032 – Störemission von Multimediageräten

Ablaufdiagramm zur Durchführung der CE-Konformität in Bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit.
Bild 2. Ablaufdiagramm zur Durchführung der CE-Konformität in Bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit.
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Die Anforderungen an die Störaussendung im Rahmen der elektromagnetischen Verträglichkeit von Multimediageräten und -einrichtungen sind in der Norm EN 55032 geregelt.

Das Paper [1, 2] von Zenkner deckt da- rüber hinaus noch folgende wichtige Aspekte ab:

➔ Wie muss ein Gerät geprüft werden (Betriebszustände und Konfigurationen)?
➔ Wer ist für die CE-Kennzeichnung und Konformität verantwortlich?
➔ Was ist bei der Konformitätserklärung zu beachten?

Bild 2 zeigt abschließend den Ablauf zur Erlangung der CE-Konformität bezogen auf den Aspekt EMV.

 

Literatur

[1] Zenkner, H.: EMV-Konformität für CE von Elektronikprodukten – Grundlagen: www.we-online.de/EMV-CE
[2] Zenkner, H., Stirn, A.: EMV-Konformität für CE von Elektronikprodukten – Messverfahren in der Praxis: www.we-online.de/EMV-CE

 

Der Autor

 

Gerhard-Stelzer von Würth Elektronik
Gerhard-Stelzer von Würth Elektronik
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Gerhard Stelzer

studierte an der TU München Elektro- und Informationstechnik und schloss dort mit dem Grad eines Dipl.-Ing. ab. Anschließend arbeitete er zunächst in der Entwicklung von hochratiger, optischer Kommunikationstechnik bei Siemens und wechselte 1995 von dort in den Fachjournalismus zum Medium Elektronik. Seit 2021 ist er Senior Technical Editor bei Würth Elektronik eiSos.


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